基于体素内不相干运动的多扩散梯度因子MR扩散加权成像在前列腺癌评价中的初步研究

　　基于体素内不相干运动的多扩散梯度因子MR扩散加权成像在前列腺癌评价中的初步研究

　　张景忠12 齐英杰2 陈宇2 丁晖12 徐坚民2

　　(1广东省深圳市人民医院深圳518020;2暨南大学第二临床医学院广东深圳518020)

　　摘要：目的：评价基于体素内不相干运动(IVIM)理论的多扩散梯度因子MR扩散加权成像在前列腺癌中的应用价值。方法：对我院2016年7月～2017年10月具有MR IVIM扩散加权成像检查和穿刺活检病理结果的前列腺癌患者60例(实验组)及非前列腺癌者60例(对照组)临床资料进行回顾性分析。IVIM扩散加权成像采用8个b值，利用软件计算信号衰减曲线得出D、D*和f，获取各参数图。比较前列腺癌与非前列腺癌外周带组织间各值的差异。结果：前列腺癌区域D值明显低于非前列腺癌外周带组织(P<0.05);D值ROC曲线，曲线下面积为0.956 l，对前列腺诊断特异性为66.8%，敏感性为100.0%。结论：基于MM的MR扩散加权成像能提供关于前列腺癌组织扩散及灌注方面更多信息，D值对前列腺癌的诊断具有重要价值。

　　关键词：前列腺癌;体素内不相干运动：磁共振扩散加权成像

　　中图分类号：R737.25 文献标识码：B doi:10.13638/j.issn.1671-4040.2018.06.070

　　前列腺癌多发于老年男性人群，磁共振扩散加权成像(DWD对其应用较广泛，诊断准确性和敏感性均高于常规序列T2WIc[1-2]。研究表明[3-4]，体素内不相干运动(IWvD MR成像理论，多b值的DWI成像能够无创区分组织内单纯水分子运动的真性扩散及微循环血液灌注形成的假性扩散，它的潜在应用价值可能超越ADC和DWI。本研究探讨基于体素内不相干运动(IVIM)理论的多扩散梯度因子MR扩散加权成像在前列腺癌诊断中的应用价值。现报道如下：

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料 选取2016年7月～2017年10月于我院就诊的有完整临床资料、MR IVIM检查和穿刺活检病理结果为前列腺外周带癌患者60例为实验组;同期于我院就诊的有完整临床资料、MRIVIM检查和穿刺活检病理结果为非前列腺癌者60例为对照组。实验组年龄53～86岁，中位年龄71岁;血清前列腺抗原(PSA)特异性增高，范围5.44—150.00 ng/ml。对照组年龄60～80岁，中位年龄70岁;PSA范围3.54～22.17 ng/ml。所有患者穿刺活检和MRI检查时间间隔1个月，活检经直肠超声引导下进行，采用标准11针法，由操作者绘图记录活检部位。

　　1.2影像学检查 采用西门子3.0 T.MR成像，腹部相控阵线圈，以前列腺为中心行常规DWI和MRI检查。轴面抑脂T2WI扫描参数：TE100 ms、层间距3 mm、TR4000 ms、层厚3 mm;多b值DWI(8个b值：0、50、100、150、200、400、600、800 s/rrrm2),扫描条件：TE84 ms、TR3200 ms、层间距3 mm、扫描时间5 min 15 s、层厚3 mm。

　　1.3 影像分析方法 将多b值DWI数据发送至MM软件，经软件自动计算获取纯水分子扩散系数(D值)、灌注相关扩散系数(D*值)及灌注分数(f值)参数图。主要观察D、D*和f参数图前列腺外周带信号是否异常。结合常规MRI和前列腺穿刺活检病理结果，在穿刺活检对应的前列腺外周带癌区域(实验组)和非前列腺癌外同带区域(对照组)中选择感兴趣区(ROD，如果常规MRI图像外周带信号改变不典型，则根据穿刺病理结果定位，ROI避开钙化灶、尿道周围、出血等。同时测量3幅参数图，选择的ROI为圆形，每个ROI包括35个像素，获得相应的D、D*和f值，每个区域测量3次，取平均值。IVIM双指数函数的计算公式：S/So(1-D×exp(一bD)+fx exp[-b(D木+D)]。

　　1.4统计学分析 应用SPSS18.0统计学软件进行数据分析，每组内先进行正态分布性检验，经证实为正态分布后，计量资料以(x±s)表示，采用f检验，P<0.05为差异具有统计学意义。用受试者工作特征曲线(ROC)评价D值的诊断价值。

　　2结果

　　2.1 扩散加权图像信号特点表现

　　2.1.1 实验组 60例前列腺外周带癌变累及中央叶20例，盆腔淋巴转移15例，半骨骼转移15例，侵犯精囊腺10例。60例中发现病灶69个，其中在T2M上呈典型低信号改变60个，局部病灶信号欠均匀6.个，病灶信号改变不明显3个。DM图像有60个病灶表现为相对高信号，ADC图上病灶信号相对减低;其中45个病灶随着b值的增加高信号愈加明显，其余15个病灶仅在高b值图像上显示信号异常。在D值参数图上，实验组60个病灶呈现低信号，与周围前列腺组织间信号反差明显，在这60个病灶中D*值和f值参数图中只有45个病灶和周围前列腺组织信号之间存在显著差异，有10个病灶与周围前列腺组织等信号，有5个病灶信号高于周围前列腺组织。见图1～6。

　　2 .1.2 对照组60例患者中有10例表现为T2WI上外周带信号不均匀，有可疑低信号区，在DWI(b=800 s/mm2)图像上呈高信号。其余前列腺外周带在常规MR-T2WI表现为均匀稍高信号，无异常低信号。

　　2.2 IVIM各参数在前列腺外周带癌组织和对照组外周带组织之间的差异 实验组前列腺癌区域的D值显著低于对照组(P<0.05)。见表1。

　　表lMM各参数在前列腺外周带癌组织和对照组外周带组织之间的差异(x±s)

　　2.3 IVIM参数D值对前列腺癌的诊断价值评估建立D值ROC曲线，曲线下面积为0.956 l，对前列腺诊断的佳阈值是0.87x 10-3 mm2/s，其诊断特异性为66.8%，敏感性为100.0%。见图7。

　　图7对照组前列腺D值系数图

　　3结论

　　体内素相干运动理论由Le Bihan等提出，DWI计算出的ADC值包括体素内的水分子扩散以及血管内水分子无运动方向，具体表现在MRDWI是随着b值的不断增加，ADC值逐渐减少。其原因为扩散信号不仅来源于单纯水分子运动的真性扩散，还来源于微循环血液形成的假性扩散，b值较小时血液流动血液质子的位移较大，信号变弱，灌注相关假性扩散的影响大于单纯水分子扩散[5]。b值较大时，血液流动质子信号衰减，灌注相关假性扩散对信号的影响变小，因此b值较小时计算出的D*值主要反映微灌注造成的扩散效应，以mm2/s为单位;b值较大时，计算出的D值反映纯水分子扩散效应。

　　IVIM MR成像已经应用于多个组织器官，更多地应用于胰腺、肝脏、肾脏等部位的弥漫性肿瘤疾病中。目前关于前列腺的IVIM的研究主要应用于前列腺癌及前列腺增生的诊断中。本研究结果显示，前列腺癌区域的D值显著低于非癌外周带组织，P<0.05，差异具有统计学意义。但与B.Guiu等同研究相比，其研究时采用了更多的b值，理论上获得的数据更精确一些。此外，本研究中前列腺外同带癌区域的D值显著低于对照组非癌外周带组织，其原因可能与D奉值与f值重复性较差有关。A.H.Penner等研究表明，在IVIM成像中，D值具有良好的可重复性，f值可重复性一般，D*值较差。

　　综上所述，IVIM可以精确描述b值的增加与组织信号强弱之间的关系，利用双指数函数得到分别反映组织水分子扩散及微循环灌注的量化参数，获得的对前列腺癌具有诊断价值。

　　参考文献

　　[1]刘小华，张忠林，李文瑜，等，基于体素内不相干运动的多扩散梯度因子值MR扩散加权成像在淋巴瘤疗效评价中的初步研究[J].中华放射学杂志，2015，49(2):89-93

　　[2]万红燕，毕芸祺，衣岩，等.基于体素内不相干运动的MR扩散加权成像对前列腺癌诊断价值的初步研究[J].磁共振成像，2015，6(6)：445-449

　　[3]Valerio M,Zini C,Fierro D,et ll.3T multiparametric MRJ of the prostate: Does intravoxel incoherent motion diffusion imaging have a role in the detection and stratification of prostate cancer in the peripheral zone?[J].European Joumal of Radiology,2016,85 (4):790-794

　　[4]李玉博，高雪梅，程敬亮，等，基于体素内不相干运动扩散加权成像在肝细胞癌术前分级中的应用分析[J].临床放射学杂志，2015,34(3):389-393

　　[5]Yamada K,Shinmoto H,Oshio K,et aI.Diffusion-weighted MR Imaging for the Assessment of Renal Function:Analysis Using Statistical Models Based on Truncated Gaussian and Gamma Distributions [J].Magnetic Resonance in Medical Sciences Mrms An Official Joumal of Japan Society of Magnetic Resonance in Medicine,2015,15(2):237-245

　　[6]Guiu B,M.Petit J,CapitanV，等.非酒精性脂肪肝的体素内不相干运动扩散加权成像：一项3.OTMRI研究四周际医学放射学杂志2012,35(6):586-587

　　[7]Penner A.H,Sprinkart A.M,Kukuk G.M，等，根据3个b值扩散加权MRI分析基于肝脏病变特性的体素不相干运动[J].国际医学放射学杂志，2013,36(6):608